依据现代学习理论，结合内容特点，以及学习者的学习感受，本书内容构建了“三模块、一保障”的

结构体系，全面、系统地阐述了通信系统的基本原理、方法、技术和主要性能。全书

分为信号与信道分析、信号发送与接收、基于性能的编码3部分(三模块)，以及同步系统(一保障)，

共9章，具体内容包括绪论、信道分析、模拟调制系统、数字基带传输及数字频带传输系统、数字信号最佳接收、信源编码、信道编码和同步系统，理论联系实际，讲述由浅入深，简明透彻，概念清晰，重点突出，既便于教师组织教学，又有利于学生自学。

编者从事通信领域教学和科研工作多年，主持参与了“通信原理”国家精品课程建设，并于2013年完成了精品资源共享课程转化工作，2016年获批国家精品资源共享课程，积累了丰富的教学经验和学习资源，具体内容可登录“爱课程”网站（http://www.icourses.cn/sCourse/course_6584.html），或扫描各章节提供的二维码直接获取。

本书可作为高等院校通信工程、信息工程等电子信息类专业，以及网络工程等计算机类专业“通信原理”“数字通信”等课程的教材，也可以作为相关行业工程技术人员学习通信理论和技术的参考书。

“通信原理”课程是构成电子信息类专业知识体系的核心课程，是各种电路（线路）课程与通信装备（设备）课程之间的桥梁，承担着从单元电路到系统应用、从抽象概念到具体装备的过渡。该课程具有原理性概念多、内容涉及面广、与实际联系紧等特点，这些特点给教师的教和学生的学都带来不少困难。为此，依据现代学习理论，结合课程所涉及的内容特点，以及各章节内容之间的相互联系，本书构建了“三模块、一保障”的结构体系，全面、系统地阐述通信系统的基本原理、方法、技术和主要性能。

全书分为信号与信道分析、信号发送与接收和基于性能的编码三大知识模块以及同步系统等通信保障部分，共计9章内容

，其中带*章节内容为选学内容。

信号与信道分析模块包括第1章“绪论”和第2章“信道分析”两部分内容。第1章主要介绍通信的基本概念及通信系统的组成、分类和工作方式，分析信息及其度量问题，探讨衡量通信系统的主要质量指标等内容。第2章通过

介绍信道的基本概念及特性，分析不同信道对所传输信号的影响，给出改善信道特性的办法，通过对随机过程基础内容的

阐述，探讨各类噪声的统计特性，分析信道容量的概念，研究伪随机序列的产生与性质。

信号发送与接收模块包括第3章“模拟调制系统”、第4章“数字基带传输系统”、第5章“数字频带传输系统”和第6章

“数字信号最佳接收”四部分内容。第3章主要讨论线性调制（AM、DSB、SSB和VSB）和非线性调制（FM和PM），介绍

其信号产生（调制）与接收（解调）的基本原理、方法和技术，并对各种调制系统的性能进行分析。第4章在介绍数字基带传输系统各类信号波形的基础上，分析数字基带信号的频谱，研究数字基带传输系统的工作原理和数学模型，分析无码间串扰基带系统的抗噪声性能，介绍基于“眼图”的数字基带传输系统性能的简单观测方法，以及改善系统性能的相关方法和技术。第5章着重讨论二进制数字调制系统（ASK、FSK、PSK和DPSK）的基本原理，分析它们的性能，并简要介绍多进制数字调制技术（MASK、MFSK、MPSK和MDPSK）。第6章在分析二元假设检验的模型基础上，构建二元确知信号和二元随参信号的最佳接收机，分析它们的性能，并探讨由匹配滤波器组成的最佳接收机。

基于性能的编码模块包括第7章“信源编码”和第8章“信道编码”两部分内容。第7章主要讲解模拟信号数字化过程中的波形编码（PCM和ΔM），简要介绍与其相关的时分复用技术以及话音和数据压缩编码技术（哈夫曼编码）。第8章在介绍信道编码相关知识的基础上，介绍几种常用的简单分组码，着重讨论线性分组码的编码和译码原理，分析循环码的特点，并给出具体的编码方法，同时简要介绍卷积码、TCM码和Turbo码等。

用来保障信息传输有效和工作可靠的同步系统是本书第9章介绍的内容，该章在介绍同步系统相关概念的基础上，重点讲解同步系统的工作原理和实现方法，分析它们的性能指标，并给出提高性能的解决方案。

为了便于读者学习，本书的附录部分给出了常用三角函数公式、误差函数表和傅里叶变换等相关线下内容。除此之外，读者也可以扫描各章节二维码，或者直接登录“爱课程”网站（http://www.icourses.cn/sCourse/course_6584.html）获取本教材丰富的教学和学习资源。

全书由陈树新教授主持编写，尹玉富和石磊等同志参与了教材内容和知识框架的讨论与设计，并参与完成了部分章节内容的编写。本书在编写过程中还得到了作者所属单位的支持，以及“通信原理”教学组李勇军、于龙强、胡航、薛凤凤、雷蕾等同志的帮助，同时也得到了清华大学出版社的大力支持，在此表示感谢。

本书在编写构思和选材过程中，参阅了大量的国内外文献，在此向相关原著（作）者表示敬意和感谢。

书中部分内容的描述与提法源自作者承担的国家自然科学基金资助项目（代码： 61673392）的研究成果，并得到陕西高等教育教学改革研究项目(代码： 19BY157)的支持。

由于作者水平有限，书中难免存在不足之处，恳请广大读者批评指正。

作者2020年1月

第一部分信号与信道分析

第1章绪论

1.1通信的基本概念

1.1.1通信的定义

1.1.2通信的分类

1.1.3通信的方式

1.2通信系统的组成

1.2.1通信系统的一般模型

1.2.2通信系统的分类

1.2.3数字通信的主要特点

1.3信息的度量

1.3.1信息量

1.3.2熵

1.4通信系统的主要性能指标

1.4.1基本描述

1.4.2数字通信系统的有效性指标

1.4.3数字通信系统的可靠性指标

本章小结

思考题

习题

第2章信道分析

2.1信道的基本概念

2.1.1信道的定义

2.1.2信道的数学模型

2.2恒参信道及其对所传信号的影响

2.2.1信号不失真传输条件

2.2.2信号传输失真及改善策略

2.3随参信道及其对所传信号的影响

2.3.1随参信道的概念

2.3.2随参信道对信号传输的影响

2.3.3随参信道特性的改善

2.4随机过程概述

2.4.1基本概念

2.4.2数字特征

2.4.3平稳随机过程

2.5通信系统中常见的噪声

2.5.1白噪声

2.5.2高斯噪声

2.5.3窄带高斯噪声

2.5.4正弦信号加窄带高斯噪声

2.5.5随机过程通过线性系统

2.6信道容量的概念

2.6.1香农公式

2.6.2香农公式的应用

2.7伪随机序列

2.7.1m序列

2.7.2m序列的性质

本章小结

思考题

习题

第二部分信号发送与接收

第3章模拟调制系统

3.1线性调制原理

3.1.1常规双边带调幅

3.1.2抑制载波的双边带调幅

3.1.3单边带调制

3.1.4残留边带调制

3.2线性调制系统的抗操声性能

3.2.1性能分析模型

3.2.2相干解调性能分析

3.2.3非相干解调性能分析

3.3非线性调制原理

3.3.1角度调制的基本概念

3.3.2窄带角度调制

3.3.3宽带调频

3.3.4调制与解调

3.4调频系统的抗操声性能

3.4.1性能分析模型

3.4.2系统性能参数计算

3.4.3小信噪比情况与门限效应

*3.4.4加重技术

3.5各种模拟调制系统的比较

3.6频分复用

本章小结

思考题

习题

第4章数字基带传输系统

4.1数字基带信号及其频谱特性

4.1.1数字基带信号的常用码型

4.1.2数字基带信号的功率谱

4.2数字基带系统传输模型

4.2.1系统的工作原理

4.2.2系统的数学分析

4.3无码间串扰的基带传输系统

4.3.1消除码间串扰的基本思路

4.3.2理想基带传输系统

4.3.3无码间串扰的等效特性

4.3.4余弦滚降传输特性

4.4无码间串扰基带系统的抗噪声性能

4.4.1性能分析模型

4.4.2误码率的计算

4.5眼图

*4.6时域均衡与部分响应系统

4.6.1时域均衡技术

4.6.2部分响应系统

本章小结

思考题

习题

第5章数字频带传输系统

5.1二进制数字幅移键控

5.1.1基本原理

5.1.2信号的功率谱及带宽

5.1.3系统的抗噪声性能

5.2二进制数字频率调制

5.2.1基本原理

5.2.2信号的解调

5.2.3信号的功率谱及带宽

5.2.4系统的抗噪声性能

5.3二进制数字相位调制

5.3.1基本原理

5.3.2信号的功率谱及带宽

5.3.3系统的抗噪声性能

5.4二进制数字调制系统的性能比较

5.5多进制数字调制

5.5.1多进制幅移键控

5.5.2多进制频移键控

5.5.3多进制绝对相移键控

5.5.4多进制差分相移键控

*5.6现代数字调制技术

5.6.1正交振幅调制

5.6.2最小频移键控

5.6.3正交频分复用

本章小结

思考题

习题

第6章数字信号最佳接收

6.1最佳接收准则

6.1.1二元假设检验的模型

6.1.2错误概率最小准则

6.2二元确知信号的最佳接收

6.2.1最佳接收机的结构

6.2.2最佳接收机的性能分析

6.3二元随参信号的最佳接收

6.3.1随相信号的最佳接收

6.3.2起伏信号的最佳接收

6.4实际接收机与最佳接收机的比较

6.5数字信号的匹配滤波接收法

6.5.1基本原理

6.5.2匹配滤波器的主要性质

6.5.3匹配滤波器组成的最佳接收机

本章小结

思考题

习题

第三部分基于性能的编码

第7章信源编码

7.1模拟信号的数字化

7.2抽样定理

7.2.1低通信号抽样

*7.2.2带通信号抽样

7.3脉冲振幅调制

7.3.1自然抽样

7.3.2平顶抽样

7.4模拟信号的量化

7.4.1基本概念

7.4.2均匀量化

7.4.3非均匀量化

7.5脉冲编码调制原理

7.5.1常用的二进制码型

7.5.213折线的码位安排

7.5.3逐次比较型编码原理

7.5.4译码原理

7.5.5码元速率和带宽

7.5.6系统抗噪性能

7.6增量调制

7.6.1简单增量调制

7.6.2过载特性与编码的动态范围

7.6.3系统抗噪性能

7.7改进型增量调制

7.7.1总和增量调制

7.7.2自适应技术

7.7.3脉码增量调制

7.8时分复用和多路数字电话系统

7.8.1PAM时分复用原理

7.8.2时分复用的PCM系统

7.8.3帧结构

7.8.4PCM的高次群

7.9压缩编码技术

7.9.1基本原理方法

7.9.2音频压缩编码

7.9.3数据压缩编码

本章小结

思考题

习题

第8章信道编码

8.1信道编码基本概念

8.1.1分类与工作方式

8.1.2相关度量

8.1.3检错与纠错

8.1.4最小码距与检错纠错能力的关系

8.2常用简单分组码

8.2.1奇偶监督码

8.2.2行列监督码

8.2.3恒比码

8.3线性分组码

8.3.1基本概念

8.3.2矩阵描述

8.3.3校正子S

8.3.4汉明码

8.4循环码

8.4.1基本概念

8.4.2矩阵描述

8.4.3代数形式的编译码

*8.4.4BCH码

*8.5卷积码

8.5.1基本概念

8.5.2卷积码的图解表示

8.5.3维特比译码

*8.6新型信道编码技术简介

8.6.1网格编码调制

8.6.2Turbo码

本章小结

思考题

习题

第9章同步系统

9.1同步的分类

9.1.1按完成功能进行分类

9.1.2按实现方式进行分类

9.2载波同步

9.2.1自同步法

9.2.2外同步法

9.2.3系统的性能指标

9.3位同步

9.3.1自同步法

9.3.2外同步法

9.3.3系统的性能指标

9.4群同步

9.4.1起止式群同步法

9.4.2连贯式插入法

9.4.3间歇式插入法

9.4.4系统的性能指标

9.4.5群同步的保护

*9.5网同步

9.5.1同步网

9.5.2准同步网

本章小结

思考题

习题

附录A常用三角函数公式

附录B误差函数表

附录C傅里叶变换

参考文献

  本书面向电子信息类本科教育的需求，主要讨论通信系统的基本原理与主要技术，并根据通信系统各功能部分特点，将内容划分为“信号与信道分析”、“信息发送与接收”和“基于性能的编码”等三个模块，主要讨论通信信号、信道与噪声、基带传输技术、调制解调技术、编译码技术和同步技术等内容。全书内容丰富，讲述由浅入深，简明透彻，概念清晰，重点突出，既便于教师组织教学，又有利于学生自学。

    编者具有多年从事通信领域教学和科研工作经历，主持参与了《通信原理》国家精品课程和国家精品资源共享课程的建设工作，因此，本书内容编排上注重理论联系实际，关注读者认知感受，适合于电子信息类专业教学使用，以及工程技术人员阅读和参考。

特色：教材内容的模块化处理，知识边界的紧密性衔接。

    后期将编写《实验与课程设计指导》：给出习题解答，完成实验指导，提供源程序下载和电子课件的教学服务等。

1、陈树新：男，54岁，教授，博师生导师，陕西省教学名师，高等教育国家级教学成果奖评审专家，享受军队优秀专业技术人才岗位津贴。长期从事通信领域教学和科研工作，作为主要负责人2006年成功申报《通信原理》国家级精品课程，2013年完成《通信原理》国家级精品资源课程建设。主持完成空军首批慕课建设任务，1门课程上线“学堂在线”，获全国微课评比一等奖1项，全军优秀电教教材一等奖2项。主编出版教材12部，其中，国家级规划教材2部，出版译著2部。